摘要：熬夜影响睡眠质量有害健康是多数人的共识，但几点睡觉才算熬夜？熬夜后补觉能补回来吗？Nature子刊发表的研究成果或许能够解答这些问题。

睡眠是人类必不可少的生命活动，其质量的好坏与机体能否正常运转互为因果。熬夜影响睡眠质量有害健康是多数人的共识（详见：你熬过的夜，都体现在断裂的DNA上），但几点睡觉才算熬夜？熬夜后补觉能补回来吗？Nature子刊发表的研究成果或许能够解答这些问题。

2022年4月28日，上海复旦大学和英国剑桥大学研究团队在Nature Aging发表题为“The brain structure and genetic mechanisms underlying the nonlinear association between sleep duration, cognition and mental health”的研究成果（图1）[1]。此项研究旨在探索睡眠时长与遗传机制和大脑结构变化之间的关系，通过11年的跟踪研究发现最佳睡眠时间约为7小时，睡眠时间不足和过度都与认知能力下降显著相关，遗传机制和大脑结构变化可能是睡眠时间与认知、心理健康之间非线性关系的基础。

图1 研究成果（图源：Nature Aging）

此项研究的目标有四个：首先，调查睡眠时间与各种心理健康状况和认知表现之间是否存在非线性关联；其次，利用神经影像学数据研究睡眠时间与大脑结构之间的关系；再者，使用结构方程模型探索睡眠、多基因风险评分（Polygenic Risk Score，PRS）、大脑结构、心理健康和认知功能之间的关系；最后，通过纵向分析和中介分析来检验睡眠时长、认知和心理健康的方向性和直接关联性（图2）。

图2 研究指南（图源：[1]）

研究人员使用英国生物银行502536名参与者的数据，其中498277名年龄在38-73岁之间（55%为女性）的参与者完成了基线睡眠时间的数据提供，其平均睡眠时间为7.15±1.11小时；48511名年龄在44-82岁之间的参与者提供了后续神经成像数据，且其平均睡眠时间为7.15±1.05小时。其中，基线数据是在2006年至2010年间评估的，神经影像学数据是从2014年开始收集的，这也解释了两组数据中参与者年龄范围的差异。此外，本研究还使用39692名参与者的脑成像和遗传数据，以及156886名参与者在随访时完成的在线心理健康问卷（Mental Health Questionnaire，MHQ）数据。结果发现：

1、人类最佳睡眠时长为大约7小时，且与认知功能和心理健康之间存在有益关联；
2、睡眠时间不足或过度与心理健康症状（焦虑症状、抑郁症状、躁狂症状、精神痛苦、自残行为、心理创伤、幸福感）、认知功能不佳（智力、数字记忆、配对匹配识别、反应时间、跟踪能力）之间存在正相关关系；
3、睡眠持续时间和大脑结构之间存在非线性关联，睡眠持续时间不足或过长与较小的脑容量、面积和厚度有关；
4、与40岁的中年人口相比，65岁以上人口的睡眠时间与认知功能和心理健康之间的关联逐渐减弱，不同年龄组的睡眠持续时间与认知和心理健康之间明显的非线性关联；
5、纵向分析的结果表明睡眠时间不足和过长都与中老年人群的后续认知能力受损有关，睡眠的遗传结构可能通过大脑结构的中介作用导致行为变化，例如抑郁症和认知功能下降。

此项研究使用了英国生物库的大量样本，全面描述了睡眠时间与大脑结构、心理健康和认知功能之间的非线性关联，证明了这些非线性联系从中年人到老年人都不同，且基线睡眠时间与抑郁症状和8年后的认知之间存在纵向关联，从遗传学、大脑结构和最终行为等方面明确了这一过程背后可能的机制。

但是，此项研究仍有不足之处。首先，此研究只分析了总睡眠时间，而没有分析其他睡眠指标；其次，睡眠持续时间是通过自我报告的问卷进行评估的，这可能会带来一些误差，因为英国生物库有一种“健康志愿者”的选择偏见，研究中使用的睡眠时间数据主要是由健康者报告的；再者，研究中使用了在线MHQ定量测量心理健康症状，但MHQ不是诊断标准且MHQ分数是在基线评估数年后获得的。

研究人员指出：“人们应长期保持约7小时的规律性睡眠，对于那些从事需要轮班或出差的工作人员来说，这项建议对于保持心理、心理以及认知功能的健康可能特别重要。控制7小时睡眠时间的干预措施可能有益于心理健康，并减少精神症状。”

2020年3月23日，美国印第安纳州圣母大学研究团队在Nature Partner Journals digital medicine发表题为“Deviations from normal bedtimes are associated with short-term increases in resting heart rate”的研究成果（图3）[2]。研究针对规律性睡眠对健康的影响，发现当晚于平时规律性就寝时间30min到1h时，静息心率（Resting Heart Rate，RHR）便会显著升高，且这种升高会持续到第二天。

图3 研究成果（图源：[2]）

此项研究耗时4年，以557名在校大学生为研究对象，记录并分析了受试者255736次睡眠时间及就寝过程中的RHR（图4）（表1）。RHR是心血管健康的重要生物标记，较高的RHR是增加全因和心血管死亡风险的独立因素，也是熬夜对健康影响的直观反映。人类心跳每分钟增加一次，全因死亡风险就会增加3%，心血管疾病风险增加1%。

图4 研究设计流程图（图源：[2]）

表1 研究期间研究队列人口统计、行为和睡眠特征的概述
数据来源：[2]

研究结果表明：

1、保持就寝规律的人RHR最低，而晚睡时间越长，RHR越高；
2、晚睡30分钟对RHR影响不大，RHR增加的幅度在10%左右，但是晚睡时间超过一个小时，RHR增加的幅度高达40%左右，晚睡3小时后，RHR增加幅度高达200%以上；
3、晚睡增加的RHR可持续到第二天下午6点；
4、早睡参与者的RHR同样显著高于规律性就寝者。在睡眠的第七个小时，规律性就寝者却比早睡1到2小时的人具有更高的静息心率，但第二天醒来后这种现象消失了，到了下午7点左右，规律性就寝者却比所有早睡的人均具有更高的RHR。

研究人员表示：“熬夜并没有准确的时间，熬夜并不意味着你是凌晨1点睡还是凌晨3点睡，只要每天不在一个规律性范围时间睡觉，就会对你的RHR产生影响。早睡同样为RHR带来负面影响，但对睡醒后的积极影响仍需要继续探讨。建议大家在保持充足的睡眠时长的同时保持就寝时间的规律性。”

2019年3月，美国科罗拉多大学睡眠与时间生物学实验室Kenneth P. Wright Jr.研究团队在Cell子刊Current Biology发表题为“Ad libitum Weekend Recovery Sleep Fails to Prevent Metabolic Dysregulation during a Repeating Pattern of Insufficient Sleep and Weekend Recovery Sleep”的研究成果（图5）[3]。研究结果表明，周末补觉不仅不能阻止与睡眠时间不足相关的胰岛素敏感性降低，还会破坏昼夜节律，使情况恶化。

图5 研究成果（图源：[3]）

在此项研究中，研究人员招募了36名年龄均在25岁左右的志愿者（男女各18名），且志愿者BMI（Body Mass Index）均在22 kg/m2左右。在为期13天的试验周期中，这些志愿者被分成了三组：对照组（9小时睡眠，n=8）、周末不补觉组（5小时睡眠，n=14）和周末补觉组（5个工作日5小时睡眠+2个周末补觉+2个工作日5小时睡眠，n=14）。试验开始的前3天，所有人每晚睡8个小时，随后按照分组设计进行试验（图6）。通过检测志愿者胰岛素敏感性、褪黑素水平和能量变化，评估周末补觉带来的影响。

图6 实验方案（图源：[3]）

研究结果表明：

1、在补充睡眠方面，周末补觉组平均比第一组多睡了1.1个小时，无法弥补5个工作日的睡眠缺失；
2、在昼夜节律方面，周末补觉组昼夜节律延迟，褪黑素的水平变化与睡眠开始和结束时间失去了一致性，时间差比第二组延长近1个小时，比第一组延长近2个小时；
3、在全身胰岛素敏感性方面，第12天时，虽然所有志愿者胰岛素敏感性都所有下降，但是周末不补觉组志愿者的下降13%，而周末补觉的志愿者下降9%-27%；
4、在能量摄入方面，周末补觉组餐后能量摄入和体重与对照组相比有所增加；
5、在性别差异方面，女性的总睡眠时间低于男性，女性的能量摄入量可降至基线水平，而男性则没有降低。

通过总结以上研究结果，不难发现周末补觉不仅不能带来积极结果，反而会打乱昼夜节律，让下个工作周期的情况更加恶化，得不偿失。为此，Kenneth P. Wright Jr.博士建议：“周末补觉是徒劳，大家应该尽量在工作日多睡会！”

看完以上研究，相信您对如何科学睡觉有了答案：在遵循昼夜节律的基础上，养成个人睡眠习惯，并保持每晚大约7个小时的规律睡眠。睡觉也是一场修行，只有在自律的支撑下，才能构建强健的体魄！

[1] Li, Y., Sahakian B.J., Kang J, et al. The brain structure and genetic mechanisms underlying the nonlinear association between sleep duration, cognition and mental health. Nat Aging (2022). https://doi.org/10.1038/s43587-022-00210-2
[2] Faust L, Feldman K, Mattingly SM, et al. Deviations from normal bedtimes are associated with short-term increases in resting heart rate. NPJ Digit Med. 2020 Mar 23;3:39. doi: 10.1038/s41746-020-0250-6. PMID: 32219180; PMCID: PMC7090013.
[3] Depner CM, Melanson EL, Eckel RH, et al. Ad libitum Weekend Recovery Sleep Fails to Prevent Metabolic Dysregulation during a Repeating Pattern of Insufficient Sleep and Weekend Recovery Sleep. Curr Biol. 2019 Mar 18;29(6):957-967.e4. doi: 10.1016/j.cub.2019.01.069. Epub 2019 Feb 28. PMID: 30827911.